af: Nervensystem und Gehirn – Lernen an Stationen im Biologieunterricht erlag
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Das Gehirn ist das sicherlich komplexeste Organ des Menschen. Es wiegt etwa 1 500 Gramm – aber das Gewicht ist nicht entscheidend für das Leistungsvermögen unseres Gehirns.
Material: Gehirnmodell Aufgaben:
1. Das Gehirn eines Menschen ist gut geschützt. Beschriftet das folgende Bild mit den schüt- zenden Schichten um das Gehirn.
Einzusetzende Begriffe: harte Hirnhaut mit Blutgefäßen – Schädelknochen – Kopfhaut mit Haaren – Spinnwebenhaut mit Gehirnflüssigkeit (Liquor) – weiche Hirnhaut (liegt dem Gehirn direkt auf)
2. Beschrifte die folgende Skizze zum Aufbau des Gehirns.
Einzusetzende Begriffe: Balken, Epiphyse (Zirbeldrüse), Großhirn (Endhirn), Hinterhirn, Hypo-
Unser Gehirn – ein gut geschütztes Organ, das sehr empfindlich ist
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vensystem und Gehirn – Lernen an Stationen im Biologieunterricht
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Das Gehirn befindet sich unser ganzes Leben nie im Ruhezustand; alle Teile des Gehirns arbeiten eng zusammen. Von der Bedeutung des Gehirns spüren wir beispielsweise dann etwas, wenn uns ein Name einfach nicht mehr einfällt oder uns eine Bewegung, etwa beim Skifahren, wieder besonders gut gelingt und wir uns darüber freuen.
Material: Biologiebücher, Internet Aufgaben:
1. Im Bild ist zu sehen, wie ein Torwart nach dem Ball greift.
a) Beschreibt die Vorgänge, die bis zum Erkennen des Balls ablaufen.
b) Beschreibt die Vorgänge, die vom Erkennen bis zum Ergreifen des Balls ablaufen.
2. Vervollständigt folgenden Lückentext. Nutzt hierfür die unten angegebenen Wörter.
Viele abläufe lernen wir erst im Laufe der . Kinder lernen und sprechen, Fahrrad fahren, schwimmen und vieles mehr. Jugendliche lernen fahren und sich in einer neuen zurechtzufinden.
Viele Tätigkeiten lernen wir erst nach häufigem Üben. Doch dann beherrschen wir die Tätigkeit und führen sie , d. h. ohne genau darüber
, durch. In diesem Fall spricht man von Handlungen.
Erst wenn eine erlernte Tätigkeit einmal nicht gelingt, wir darüber genauer nach, erinnern uns und führen die Tätigkeit dann oft mehrmals hintereinander
durch, bis sie uns wieder gut gelingt.
Solche automatisierten (Tätigkeiten) werden bei uns in
der Großhirnrinde gespeichert und können flexibel an neue Situationen ________________
werden. Diese Speicherung derartiger automatisierter Tätigkeiten erfolgt in den feldern der Großhirnrinde.
Neben diesen Großhirnfeldern gibt es auch die Großhirnfelder, in denen die Erregungen von den Sinnesorganen ankommen. In den feldern werden die Informationen oft ein ganzes Leben lang gespeichert. Von den
Feldern der Großhirnrinde werden Befehle über die Nerven an die und Drüsen gegeben.
Zusammenfassend dürfen wir sagen: Das steuert alle
Handlungen, vom Sprechen oder Klavierspielen bis zum Essen mit und Gabel.
Funktionsweise des Gehirns
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af: Nervensystem und Gehirn – Lernen an Stationen im Biologieunterricht erlag
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„Leben ist LERNEN“ – zumindest für uns Menschen: Wir lernen tagtäglich Neues und vieles davon ist uns gar nicht bewusst; ohne Gehirn wäre das nicht möglich. Das bewusste Lernen spielt nicht nur in der Schule, sondern auch außerhalb eine wichtige Rolle.
Material: Blatt Papier, Bleistift, Stoppuhr, kleine Karteikarten
Versuchsdurchführung
1. Legt fest, wer Testperson, Versuchsleiter und Zeitnehmer ist.
2. Der Versuchsleiter schreibt verdeckt zehn Begriffe (z. B. zwei Städtenamen, zwei Flüsse, drei Pflanzen, drei Tiere) auf die Karteikarten. Auf einer Karteikarte wird jeweils nur ein Begriff notiert.
3. Nun legt der Versuchsleiter für 20 Sekunden die Kärtchen mit den Begriffen der Testperson vor, die sich die Begriffe gut merken soll. Die Karten werden jetzt umgedreht, sodass die Begriffe verdeckt sind.
4. Anschließend stellt der Versuchsleiter der Testperson schnell hintereinander 20 Kopfre- chenaufgaben (z. B. 3 · 16, 7 · 9, 12 · 11, 4 · 19 usw.), die die Testperson möglichst schnell lösen und die Antwort sagen muss.
5. Jetzt erhält die Testperson die Aufgabe, die zehn gelernten Begriffe zu notieren.
6. Beim nächsten Versuch soll die Testperson 1 zehn neue Begriffe lernen und behalten. Dazu liest der Versuchsleiter die zehn Begriffe langsam vor und wiederholt jeden Begriff zwei- mal.
7. Anschließend folgt die „Rechenaufgabe zwischendurch“ und daran anschließend soll die Testperson 1 die zehn gehörten Begriffe aufschreiben.
8. Wechselt nun die Testperson. Geht wie oben beschrieben vor und lasst nun Testperson 2 zehn neue Begriffe lernen.
Hinweis: Ihr könnt den Lerntest auch erweitern, indem ihr die Testperson beim Lernen weiterer zehn Begriffe leicht ablenkt (z. B. Testperson in kurzes Gespräch verwickeln, leichte Geräusche machen).
Versuchsprotokoll und -auswertung
Haltet die Versuchsergebnisse in einer Tabelle wie der folgenden übersichtlich fest.
Name Testperson 1: Name Testperson 2: Name Testperson 3:
Ungestört von 10 Begriffen gewusst
Bei Störung von 10 Begriffen gewusst
Versuche zum Lernen
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vensystem und Gehirn – Lernen an Stationen im Biologieunterricht
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Das Großhirn ist die am stärksten entwickelte und somit die komplexeste Struktur des Säugetierge- hirns. An dieser Station lernt ihr einige Felder der Großhirnrinde und ihre Funktionen näher kennen.
Material: Biologiebücher, ggf. Internet
Aufgaben:
1. Im folgenden Bild ist das Großhirn dargestellt. Ordnet die unten stehenden Begriffe den verschiedenen Großhirnfeldern zu und malt die Felder entsprechend aus.
Einzusetzende Begriffe
Empfindungsfeld (sensorischer Cortex; Temperatur-, Druck-, Tast- und Schmerzempfinden usw.) Bewegungsfeld (motorischer Cortex; Hand- und Fußbewegungen usw.)
Lageempfindung Kurzzeitgedächtnis Sprachzentrum Hörzentrum Sehzentrum
Rindenfelder im Großhirn
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af: Nervensystem und Gehirn – Lernen an Stationen im Biologieunterricht erlag
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In unserem Gehirn fließen ständig winzige Ströme, die wir zwar nicht spüren, die man aber mittels feiner Messintrumente auf der Kopfhaut messen kann. Das Messen, Aufzeichnen und Auswerten dieser Ströme nennt man Elektroenzepha- lografie (EEG).
Die aufgezeichneten Ströme nennt man Elektroenzephalogramm, auch mit EEG abgekürzt. An dieser Station erfahrt ihr, wie ein EEG aufgenommen und wozu es genutzt wird.
Material: Biologiebücher (auch für die Sek. II), Internet Aufgaben:
1. In der folgenden Übersicht sind bestimmte Aussagen zu finden. Lest die Aussagen genau durch und beurteilt dann, ob die Aussage richtig oder falsch ist. Kreist dann den betreffen- den Buchstaben in der RICHTIG-Spalte oder FALSCH-Spalte ein.
Wenn ihr alle Aussagen bewertet habt, so lest die eingekreisten Buchstaben von unten nach oben – so erhaltet ihr das Lösungswort.
Lösungswort:
Hinweis: Habt ihr nicht alle Buchstaben korrekt eingekreist, so informiert euch (z. B. im Inter- net) über die entsprechenden Sachverhalte.
Nr. Aussage RICHTIG FALSCH korrekt müsste
es heißen ..
1 Die Sensoren (Elektroden) auf der Kopfhaut beim EEG sind vergleichbar mit einem Thermometer, mit dem man die Temperatur einer Flüssigkeit erfasst.
N A
2 Die von den Sensoren auf der Kopfhaut aufge- nommenen elektrischen Signale werden durch spezielle Computerprogramme verstärkt und dann als EEG aufgezeichnet.
R D
3 Regelmäßige Frequenzmuster, wie das folgende EEG, weisen auf sehr hohe Anspannung oder in- tensiven Stress hin.
F E
4 Alpha-Wellen wie die folgenden weisen beim EEG auf Entspannung bei geschlossenen Augen hin.
T H
EEG
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vensystem und Gehirn – Lernen an Stationen im Biologieunterricht
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Bekanntlich entwickeln sich Menschen aus einer befruchteten Eizelle, die die gesamte Erbinforma- tion enthält, die wir zum Leben brauchen. Die Zygote teilt sich und die entstehenden Zellen teilen sich immer weiter, bis schließlich ein Mensch mit Billionen von Zellen entstanden ist. Auch die Or- gane wie unser Gehirn gehen letztendlich auf die befruchtete Eizelle als Ursprungszelle zurück. An dieser Station erfahrt ihr Näheres über die Entwicklung des Gehirns beim Menschen.
Material: Biologiebücher (auch für die Sek. II), ggf. Internet Aufgaben:
1. a) Im folgenden Bild ist die Gehirnentwick- lung eines Menschen zu sehen, die etwa ab dem 22.–25. Tag nach der Befruchtung der Eizelle beginnt. Was fällt euch an der Ge- hirnentwicklung auf?
b) Die beiden Hälften des Großhirns (Großhirnhemisphären) eines Jugendlichen sind etwa so groß wie zwei geballte Fäuste. Das Gewicht des Großhirns beträgt durchschnittlich ca. 1 300 Gramm. Wie ist es zu erklären, dass die Oberfläche des Großhirns etwa 2 000 cm2 beträgt, die Oberfläche der beiden Fäuste zusammen aber nur ein Fünftel davon? Und welchen Vorteil hat das?
c) Bis vor etwa 20 Jahren (1996) gingen die Wissenschaftler davon aus, dass wir Menschen im Erwachsenenalter keine neuen Gehirnzellen mehr bilden können – und die Zahl der Gehirnzellen ab unserer Geburt beständig abnimmt. Inzwischen wissen wir, dass auch Erwachsene und alte Menschen neue Gehirnzellen bilden können.
Recherchiert, wie die Bildung neuer Gehirnzellen gefördert werden kann.
*2. Zusatzaufgabe: Habt ihr eine Erklärung, warum es – biologisch gesehen – recht sinnvoll ist, dass die Entwicklung des Gehirns (mit Ausnahme des Großhirns) zum Zeitpunkt der Geburt weitgehend abgeschlossen ist?
